Mary Ann Moran
Mary Ann Moran | |
|---|---|
| Wykształcenie akademickie | |
| Alma Mater | |
| Praca akademicka | |
| Dyscyplina | Bakterie morskie, obieg węgla i siarki, genomika |
| Instytucje | Uniwersytet Gruzji |
Mary Ann Moran jest wybitnym profesorem nauk o morzu na University of Georgia w Atenach. Zajmuje się badaniem roli bakterii w ziemskich cyklach składników odżywczych w morzu i jest liderem w dziedzinie nauk o morzu i biogeochemii. Jej praca koncentruje się na interakcjach drobnoustrojów z rozpuszczoną materią organiczną oraz wpływie różnorodności drobnoustrojów na globalne cykle węgla i siarki. Definiując role różnych bakterii w cyklach węgla i siarki, łączy podejście biogeochemiczne i organizmologiczne w naukach o morzu.
Za swoje przywództwo i wkład w naukę Moran jest laureatką wielu nagród i wyróżnień, w tym Medalu Kreatywnych Badań przyznanego przez University of Georgia oraz White Research and Mentoring Award przyznawanego przez American Society for Microbiology. Jest również członkiem Amerykańskiej Akademii Mikrobiologii i Amerykańskiego Stowarzyszenia Postępu Nauki . Została wybrana do Narodowej Akademii Nauk w 2021 roku.
Edukacja
Mary Ann Moran uzyskała tytuł Bachelor of Arts w dziedzinie biologii w 1977 roku na Uniwersytecie Colgate w Hamilton, NY. W 1982 roku uzyskała tytuł magistra w dziedzinie zasobów naturalnych na Cornell University w Ithaca w stanie Nowy Jork.
W końcu uzyskała tytuł doktora. w programie studiów podyplomowych z ekologii w 1987 r. na Uniwersytecie Georgii w Atenach, GA. Badała zmienne wpływające na tempo biodegradacji lignocelulozy w ekosystemach terenów podmokłych pod kierownictwem Roberta E. Hodsona. Po otrzymaniu doktoratu przebywała na University of Georgia, aby kontynuować swoje badania.
Badania i odkrycia
Badania Mary Ann Moran koncentrują się na roli bakterii w morskim obiegu węgla i siarki. Aby rozszyfrować rolę bakterii i lepiej zrozumieć różnorodne metabolizmy zachodzące w oceanie, wykorzystuje genomikę ekologiczną , metagenomikę i metatranskryptomikę do badania genów i aktywności bakterii morskich w przyrodzie.
Cykl węgla i siarki
W miarę postępów w swojej karierze badania Moran koncentrowały się na związkach organicznych i interakcjach metabolicznych zachodzących między rozpuszczoną materią organiczną a społecznościami drobnoustrojów morskich. Tą dziedziną nauki zajmuje się do dziś. Jej główny wkład dotyczył badań rozpuszczonej materii organicznej (DOM) i roli bakterii w morskich cyklach biogeochemicznych. Zajmuje się głównie obiegiem węgla i siarki.
- Materia organiczna składa się ze związków węgla wytwarzanych przez organizmy biologiczne. Materia organiczna występuje w glebie, osadach i wodzie i jest ważnym składnikiem wszystkich ekosystemów. Zapewnia organizmom siedlisko, pożywienie i składniki odżywcze, kontroluje wymianę składników odżywczych, pomaga w zatrzymywaniu wody w glebie i może magazynować znaczne ilości węgla. Zrozumienie degradacji materii organicznej ma kluczowe znaczenie dla zrozumienia obiegu węgla.
- Rozpuszczona materia organiczna to martwe formy materiału organicznego, takie jak martwe części roślin, które uległy degradacji i rozpuszczeniu, stając się składnikiem dużych lub małych zbiorników wodnych. Pomimo znaczenia DOM w ekosystemach słodkowodnych i morskich, skład chemiczny jest słabo poznany.
- Biogeochemia to badanie naturalnych cykli, takich jak cykl węgla i cykl siarki , które poddają recyklingowi istotne pierwiastki żywej materii.
Jak opisano w artykule Proceedings of the National Academy of Sciences z 2015 r., duża ilość materii organicznej jest uwalniana przez fitoplankton , a następnie rozkładana przez bakterie heterotroficzne na powierzchni oceanu. Związki ważne dla ogniwa troficznego są słabo poznane, ponieważ istnieją tysiące substancji chemicznych tworzących morski DOM. Jednym z celów grupy badawczej Morana jest przewidywanie, w jaki sposób drobnoustroje i rozpuszczona materia organiczna reagują na zmieniający się klimat i jak te reakcje z kolei wpływają na globalny obieg węgla.
Ponieważ istnieją tysiące związków chemicznych, które składają się na morski DOM, związki te są słabo poznane. Jej grupa badawcza wyhodowała razem w laboratorium dwa mikroorganizmy: Roseobacter klad bakterii i fotosyntetyzująca okrzemka. Wykorzystali zmiany w ekspresji genów, aby zidentyfikować związki wytwarzane przez okrzemki, które następnie były metabolizowane (zjadane) przez bakterie. Stwierdzili, że okrzemka wytwarzała duże ilości 2,3-dihydroksypropano-1-sulfonianu (DHPS), wcześniej nieznanego metabolitu okrzemek, który był również specjalnie wykorzystywany przez bakterie jako źródło pożywienia. Grupa Morana wykazała również, że DHPS występuje obficie w naturalnych populacjach okrzemek i jest związkiem aktywnie krążącym w wodzie morskiej. Badania te pozwoliły zidentyfikować brakujący składnik morskich cykli węgla i siarki i najprawdopodobniej doprowadzą do bardziej szczegółowego zrozumienia morskiego obiegu węgla i siarki.
Roseobacter i chmury
Roseobacter po raz pierwszy wyhodowano w 1991 roku z powierzchni alg morskich. Korzystając z metod sekwencjonowania DNA i RNA opracowanych przez Morana do użytku w środowiskach morskich, grupa badawcza Morana wykazała, że duża część przybrzeżnego i mieszanego bakterioplanktonu oceanicznego należy do kladu Roseobacter z Alphaproteobacteria . Ponadto intensywnie studiowała fizjologię , genetykę i ekologię kladu Roseobacter , mocno ustalając ich znaczenie w wielu ekosystemach morskich.
Inne ważne odkrycie jej badań dotyczy formowania się chmur . Aby powstała chmura, woda musi skraplać się w kropelki. Organiczne związki siarki w atmosferze tworzą aerozole , które służą jako jądra kondensacji chmur . Organiczny związek siarki znany jako DMSP ( dimetylosulfoniopropionian ) jest wytwarzany w dużych ilościach przez fotosyntetyczny plankton w oceanach. Jeśli DMSP zostanie przekształcony w siarczek dimetylu (DMS), DMS unosi się do atmosfery i zwiększa tworzenie się chmur. Grupa badawcza Morana odkryła kluczowe geny w Roseobacter oraz Pelagibacteria , które zamiast tego rozkładają DMSP na metanotiol , związek chemiczny, który nie przedostaje się do atmosfery ani nie zwiększa tworzenia się chmur. Zasadniczo grupa badawcza Morana dokonała ważnego odkrycia, które wyjaśnia powiązania między siecią pokarmową mikroorganizmów morskich a tworzeniem się chmur nad oceanami. Badania te pomogły również w zidentyfikowaniu szlaku biochemicznego, który kontroluje sposób, w jaki bakterie uwalniają metanotiol do sieci pokarmowej drobnoustrojów, udostępniając go również innym bakteriom.
„Wyizolowanie i odkrycie najpierw z oceanu nowej, kluczowej bakterii, a następnie sekwencjonowanie jej genomu umożliwiło temu zespołowi znalezienie genów zaangażowanych w cykl DMSP” – powiedział Matthew Kane, dyrektor programowy w National Science Foundation (NSF) Division of Molecular i Cellular Biosciences, które wspierały badania. „Badania ujawniły wcześniej ukrytą rolę, jaką drobnoustroje morskie odgrywają w globalnym obiegu siarki”.
Wyróżnienia i przywództwo naukowe
Moran otrzymała Creative Research Medal od University of Georgia za wybitne badania skupiające się na jednym temacie w 1997 roku. W latach 2001-2002 była przewodniczącą Wydziału Ekologii Mikrobiologicznej Amerykańskiego Towarzystwa Mikrobiologicznego. W 2005 roku otrzymała tytuł Distinguished Profesor naukowy na University of Georgia w uznaniu jej wkładu w jej dyscyplinę i badania nad gatunkami Roseobacter . Została wybrana do Amerykańskiej Akademii Mikrobiologii w 2006 roku. Pełniła funkcję Fundacji Gordona i Betty Moore Marine Microbiology Initiative Investigator w latach 2004-2012 za pracę nad genomiką bakterii morskich, aw 2016 otrzymała drugą nagrodę tej fundacji za badanie ruchu węgla między drobnoustrojami morskimi. Jako pierwsza otrzymała nagrodę White Research and Mentoring Award od American Society for Microbiology w 2008 roku, aby docenić jej zaangażowanie w mentoring i bycie wzorem do naśladowania dla młodych naukowców na poziomie licencjackim, magisterskim i podoktorskim. Do tej pory była mentorem ośmiu doktorantów, dziewięciu doktorantów, 25 studentów studiów licencjackich i pięciu stażystów w szkołach średnich. Moran został również wybrany jako Fellow of the American Association for the Advancement of Science w 2009 roku, a jako członek Narodowej Akademii Nauk w 2021 roku.
Jest członkiem wielu zarządów i komitetów, w tym Naukowej Rady Doradczej Instytutu Mikrobiologii Morskiej im. Maxa Plancka od 2009 roku, Wspólnego Instytutu Genomu (JGI) Komitetu Doradczego ds. Science Board of Review Editors od 2015 roku, a American Academy of Microbiology Board of Governors od 2014 roku.